Моделирование бизнеса и CASE-технологии

3. Моделирование  бизнеса  и CASE-технологии

В начале 80-х годов, в период бурного развития теории управления и становления терминологии в этой области, американским кибернетиком Стэнфордом Биром было предложено определение модели в широком смысле слова.

"Некоторые  полагают, что модель - это математическое  уравнение, - пишет Бир, - другие считают ее теорией, третьи - гипотезой, но есть и такие, которые принимают ее за физический предмет. Последние относятся к числу самых бесхитростных, однако они понимают проблему лучше всех. Мы говорим о модели корабля или модели железной дороги, но мы специально говорим о работающей модели".

Для модели, поясняет ученый, в общем случае характерны четыре свойства:

• уменьшенный масштаб (размер модели, точнее, ее сложность, всегда меньше, чем у оригинала. Мы сознательно вводим упрощения);
• соблюдение ключевых соотношений между разными частями (так, в случае физической модели реально существующие в оригинале части представляются в правильном положении друг к другу);
• работоспособность - возможность в принципе работать, как оригинал (во всяком случае, похожим образом);
• соответствие действительным свойствам оригинала (степень достоверности).

Итак, модель нужна для того, чтобы узнать что-то о моделируемой вещи.

Моделирование сегодня - не средство анализа бизнеса, а средство его осуществления. Поэтому модели необходимо создавать и использовать, если мы хотим построить современный технологичный бизнес.

Можно ли говорить о типовых моделях и их применимости? Наверное, как и в остальном мире, в бизнесе типовая часть (общие тенденции) составляет его львиную долю, а вот уникальность (кстати сказать, зачастую сильно преувеличенная) является "приправой" к этой основной части (80/20).

Модели, используемые для управления бизнесом, можно разделить на несколько групп. В этом случае на высшем уровне располагаются стратегические, фундаментальные модели, описывающие глобальные правила и зависимости поведения объекта управления. Они оперируют небольшим количеством высокоагрегированных показателей (в расчете на длительную перспективу) и составляют основу стратегического управления.

В свою очередь, в зависимости от вопросов, на которые должны отвечать стратегические модели, они могут разделяться  на категории:

• модель финансового управления (взгляд на бизнес с точки зрения движения финансовых средств);
• маркетинговая модель (оценка влияния внешней среды - рынка - на рассматриваемый бизнес);
• модель управления производством (MRP, ERP, CSRP);
• модель управления логистикой (снабжением и сбытом).

На  втором уровне - транзакционном - расположена модель, отвечающая за операционную реализацию глобальных принципов (в виде последовательности шагов). Здесь мы имеем дело с процессами, сущностями и связями, потоками данных и т. д.

Использование множества моделей приводит к необходимости их классифицировать. Классификация не является самоцелью, она диктуется потребностями теории и практики. Целесообразная классификация моделей обеспечивает удобство при выборе методов моделирования и получение желаемых результатов.

К важнейшим признакам, по которым проводится классификация моделей, относятся:

1. закон функционирования и характерные особенности выражения свойств и отношений оригинала;
2. основания для преобразования свойств и отношений модели в свойства и отношения оригинала.

По  первому признаку модели делятся  на логические, материальные и семантические, или вербальные (рис. 3.1).

Логические  модели функционируют по законам логики в сознании человека или в компьютере, работающем под управлением написанной человеком программы:

• Образные, или иконические, модели выражают свойства оригинала с помощью наглядных образов, имеющих прообразы среди объектов материального мира.
• Знаковые (символические) модели выражают свойства моделируемой системы с помощью условных знаков или символов.
• Образно-знаковые модели совмещают в себе признаки образных и знаковых моделей.

Материальные  модели функционируют в соответствии с объективными законами природы.

Функциональные, геометрические и функционально - геометрические модели отражают соответственно только функциональные, только пространственные и одновременно функциональные и пространственные свойства оригинала.

Семантические, или вербальные, модели являются словесными описаниями объектов моделирования. Они применяются в ряде случаев, в частности на начальных этапах моделирования деятельности организации, при опросе экспертами персонала с целью получения необходимой информации. Основная проблема, возникающая при построении вербальных моделей бизнес-процессов организации, заключается в установлении эффективного взаимодействия между экспертами предметной области (сотрудниками организации) и специалистами в области моделирования.

По  второму признаку модели делятся на условные, аналогичные и математические.

• Условные модели выражают свойства и отношения оригинала на основании принятого условия или соглашения. У таких моделей сходство с оригиналом может совершенно отсутствовать.
• Аналогичные модели обладают сходством с оригиналом, достаточным для перехода к оригиналу на основании умозаключения по аналогии.
• Математические модели обеспечивают переход к оригиналу, фиксацию и исследование его свойств и отношений с помощью математических методов. Математические модели обладают важными достоинствами - четкостью, возможностью строгой дедукции, проверяемостью. Однако в целом ряде случаев при построении математических моделей, например для описания процесса производства стали, могут возникнуть практически непреодолимые трудности.

Можно провести квалификацию моделей в зависимости от их назначения. С точки зрения учета временного фактора выделяют статичные, имитационные и динамические модели.

Статичные модели описывают содержательную сторону системы, не изменяющуюся во времени. Они могут быть функционально-информационными, т.е. описывать структуру информации, на основе которой функционирует система, и структурными, т.е. описывать структуру системы.

Имитационные модели позволяют моделировать поведение системы в зависимости от вводимой исходной информации.

Динамические модели позволяют моделировать поведение системы во времени, учитывая фактор ее развития. С их помощью моделируют поток событий.

Рис. 3.1. Классификация моделей

Структурный анализ является методологической разновидностью системного анализа. Он был разработан в 60-70-х годах XX века Дугласом Т. Россом в виде методологии SADT (Structured Analysis and Design Technique) — технология структурного анализа и проектирования.

В основе структурного анализа лежит выявление структуры как относительно устойчивой совокупности отношений. Основным понятием структурного анализа служит структурный элемент (объект) — элемент, выполняющий одну из элементарных функций, связанных с моделируемым предметом, процессом или явлением.

Структурный анализ предполагает исследование системы с помощью ее графического модельного представления, которое начинается с общего обзора и затем детализируется, приобретая иерархическую структуру со все большим числом уровней. Для такого подхода характерны:

• разбиение на уровни абстракции с ограничением числа элементов на каждом из уровней (обычно от 3 до 9);
• ограниченный контекст, включающий лишь существенные на каждом уровне детали;
• использование   строгих   формальных правил записи;
• последовательное приближение к конечному результату.

Цель структурного анализа заключается в преобразовании общих, расплывчатых знаний об исходной предметной области в точные модели, описывающие различные подсистемы моделируемой организации.

Декомпозиция является условным приемом, позволяющим представить систему в виде, удобном для восприятия, и оценить ее сложность. В результате декомпозиции подсистемы по определенным признакам выделяются отдельные структурные элементы и связи между ними. Декомпозиция служит средством, позволяющим избежать затруднений в понимании системы. Глубина декомпозиции определяется сложностью и размерностью системы, а также целями моделирования.

Любая организация, как правило, имеет  большое количество подсистем, поэтому  число структурных элементов и связей между ними весьма велико.

Каждый  структурный элемент (или объект) и связь обладают определенными  свойствами, которые должны быть описаны. Одной из разновидностей свойств  являются атрибуты. Атрибут — необходимое, существенное, неотъемлемое свойство объекта. Естественно, что разные структурные элементы имеют разные атрибуты.

Каждый  объект или связь имеет также  набор характеристик, при помощи которых можно задать количественные и качественные характеристики моделируемых элементов. В частности, для каждой функции можно задать ее имя, уникальный код в проекте, автора, время и дату создания, детальное описание, пример реализации, временные и стоимостные затраты на выполнение данной функции и т. д. Все указанные характеристики объектов и связей формализованы и используются при проведении анализа или составлении отчета.

Структурный анализ как совокупность методов моделирования сложных систем вследствие большой размерности решаемых задач должен опираться на мощные средства компьютерной поддержки, обеспечивающей автоматизацию труда системных аналитиков. Такими средствами являются CASE-системы (Computer Aided Software Engineering).

Архитектура большинства CASE-систем основана на парадигме «методология — модель — нотация — средства» (рис. 3.2).

Методология структурного анализа представляет методы и средства для исследования структуры и деятельности организации. Она определяет основные принципы и приемы использования моделей.

Модель  — это совокупность символов (математических, графических и т.п.), которая адекватно описывает некоторые свойства моделируемого объекта и отношения между ними.

Нотации — система условных обозначений, принятая в конкретной модели.

Средства  - аппаратное и программное обеспечение, реализующее выбранную методологию, в том числе построение соответствующих моделей с принятой для них нотацией.

При моделировании систем вообще и, в частности, для целей структурного анализа используются различные модели, отображающие:

• функции, которые система должна выполнять;
• процессы, обеспечивающие выполнение указанных функций;
• данные, необходимые при выполнении функций, и отношения между этими данными;
• организационные структуры, обеспечивающие выполнение функций;
• материальные и информационные потоки, возникающие в ходе выполнения функций.

Рис. 3.2. Архитектура CASE-систем

Среди многообразия средств, предусмотренных для проведения структурного анализа, наиболее часто и эффективно применяются:

• DFD (Data Flow Diagrams) — диаграммы потоков данных в нотациях Гейна-Сарсона, Йордона-Де Марко и других, обеспечивающие требования анализа и функционального проектирования информационных систем;
• ERD (Entity-Relationship Diagrams) - диаграммы «сущность-связь» в нотациях Чена и Баркера;
• SADT (Structured Analysis and Design Technique) — технология структурного анализа и проектирования;
• семейство IDEF (Integration Definition for Function Modeling):
• IDEF0 — методология функционального моделирования, являющаяся составной частью SADT и позволяющая описать бизнес-процесс в виде иерархической системы взаимосвязанных функций;
• IDEF1 —методология анализа и изучения взаимосвязей между информационными потоками в рамках коммерческой деятельности предприятия;
• IDEFIX — методология информационного моделирования, основанная на концепции «сущность-связь», предложенной Ченом [2]. Применяется для разработки реляционных баз данных и использует условный синтаксис, специально разработанный для удобного построения концептуальной схемы и обеспечивающий универсальное представление структуры данных в рамках предприятия, независимое от конечной реализации базы данных и аппаратной платформы;
• IDEF3 — методология документирования технологических процессов, предприятия, позволяющая моделировать их сценарии посредством описания последовательности изменений свойств объекта в рамках рассматриваемого процесса;
• IDEF4 — методология объектно-ориентированного   проектирования для поддержки проектов, связанных с объектно-ориентированными реализациями;
• IDEF5 — методология, обеспечивающая наглядное представление данных, полученных в результате обработки онтологических запросов, в простой, графической форме.

При помощи этих методов могут быть построены логические модели исходной и реорганизованной систем управления организацией.

На  российском рынке представлено достаточно большое количество CASE-систем, многие, из которых позволяют, так или иначе, создавать описания (модели) бизнес-процессов предприятий. Очевидно, что выбор системы в значительной мере определяет весь дальнейший ход проекта. Рациональный выбор системы возможен при понимании руководством компании, и ее специалистами нескольких аспектов:

• целей проекта;
• требований к информации, характеризующей бизнес-процессы и необходимой для анализа и принятия решений в рамках конкретного проекта;
• возможностей CASE-систем по описанию процессов с учетом требований п.2.

Говорить  о преимуществе той или иной системы/нотации  бессмысленно, пока не определены тип  и рамки проекта, основные задачи, которые данные проект должен решить.

Описание  бизнес-процессов проводится с целью их дальнейшего анализа и реорганизации. Целью реорганизации может быть внедрение информационной системы, сокращение затрат на выпуск продукции, повышение качества обслуживания клиентов, создание должностных и рабочих инструкций при внедрении стандартов ISO-9000 и т.д. Для каждой такой задачи существует определенные параметры, определяющие набор критических знаний по бизнес-процессу. От задачи к задаче требования к описанию бизнес-процессов могут меняться. В общем случае, модель бизнес-процесса должна давать ответы на следующие вопросы:

• какие процедуры (функции, работы) необходимо выполнить для получения заданного конечного результата;
• в какой последовательности выполняются эти процедуры;
• какие механизмы контроля и управления существуют в рамках рассматриваемого бизнес-процесса;
• кто выполняет процедуры процесса;
• какие входящие документы/информацию использует каждая процедура процесса;
• какие исходящие документы/информацию генерирует процедура процесса;
• какие ресурсы необходимы для выполнения каждой процедуры процесса;
• какая документация/условия регламентирует выполнение процедуры;
• какие параметры характеризуют выполнение процедур и процесса в целом.

Описание  бизнес-процесса формируется при  помощи нотации и инструментальной среды, позволяющих отразить все указанные выше аспекты. Только в этом случае модель бизнес-процесса окажется полезной для предприятия, т.к. ее можно будет подвергнуть анализу и реорганизации.

На  сегодняшний день наиболее распространенными в России CASE-инструментами для моделирования бизнеса являются ARIS Collaborative Suite компании IDS Scheer AG (Германия) и AllFusion Modeling Suite, в частности AllFusion Process Modeler (ранее BPwin) компании Computer Associates.

ARIS

Методология ARIS основана на разработанной профессором А.-В. Шеером теории «Архитектура интегрированных информационных систем» (ARchitecture of Integrated Information System — ARIS). Она определяет принципы моделирования практически всех аспектов деятельности организаций, что является ее коренным отличием от других методологий. Согласно терминологии, принятой в области структурного анализа, термин «архитектура» описывает типы используемых методов, их функциональные свойства и взаимоотношения между составными частями моделируемой системы [5.29].

Методология ARIS основывается на концепции интеграции, предлагающей целостный взгляд на бизнес-процессы, и представляет собой множество различных методологий, интегрированных в рамках единого системного подхода. Это позволяет говорить об общей архитектуре ARIS. К наиболее важным компонентам архитектуры ARIS относятся типы представления и уровни описания моделируемого объекта.

В общем случае архитектура ARIS выделяет в организации такие подсистемы как:

• Организационная. Определяет структуру организации — иерархию подразделений, должностей и конкретных лиц, многообразие связей между ними, а также территориальную привязку структурных подразделений;
• Функциональная.   Определяет функции, выполняемые в организации;
• Подсистемы входов/выходов. Определяют потоки используемых и производимых продуктов и услуг;
• Информационная (подсистема данных) . Описывает получение, распространение и доступ к информации (данным);
• Подсистема процессов управления. Определяет логическую последовательность выполнения функций посредством событий и сообщений. Можно сказать, что подсистема управления — это совокупность разнесенных во времени сообщений разного рода;
• Подсистема целей организации. Описывает иерархию целей, достигаемых в ходе выполнения того или иного процесса;
• Подсистема средств производства. Описывает жизненный цикл основных и вспомогательных средств производства;
• Подсистема человеческих ресурсов. Описывает прием на работу, обучение и продвижение по службе персонала организации;
• Подсистема расположения организационных структур. Описывает территориальное расположение организационных единиц.

Все эти подсистемы организации в  реальности и в моделях должны быть связаны между собой. Методология ARIS дает возможность описывать достаточно разнородные подсистемы в виде взаимоувязанной и взаимосогласованной совокупности различных моделей, которые хранятся в едином репозитории. Именно взаимосвязанность и взаимосогласованность моделей являются отличительными особенностями методологии ARIS.

В соответствии с правилами структурного анализа каждая из этих подсистем  разбивается на элементарные блоки (модули), совокупность которых и составляет нотацию структурной модели той или иной подсистемы организации.

Для устранения избыточности методология ARIS ограничивает число моделей до пяти типов представлений:

• организационные модели, описывают иерархическую структуру системы — иерархию организационных подразделений, должностей, полномочий конкретных лиц, многообразие связей между ними, а также территориальную привязку структурных подразделений;
• функциональные модели, описывают функции (процессы, операции), выполняемые в организации;
• информационные   модели   (модели данных), отражают структуру информации, необходимой для реализации всей совокупности функций системы;
• модели процессов/управления, представляют комплексный взгляд на реализацию деловых процессов в рамках системы и объединяющие вместе другие модели;
• модели входов/выходов, описывают потоки материальных и нематериальных входов и выходов, включая потоки денежных средств.

Графически  такой подход представлен на рис. 3.3.

Рис. 5.3.  Взаимосвязь  видов моделей ARIS (здание ARIS)

В рамках каждого типа представления создаются модели, отражающие ту или иную сторону исследуемой системы. Методология ARIS включает большое количество методов моделирования, в том числе известных как диаграммы Чена ERM, язык UML (Unified Modeling Language), методики ОМТ (Object Modeling Technique), BSC (Balanced Scorecard) и т.п.

Достоинство такого подхода заключается в  том, что при анализе деятельности организации каждому аспекту можно уделять достаточное внимание, не отвлекаясь на его связь с другими аспектами. И только после детального изучения всех аспектов можно перейти к построению интегрированной модели, отражающей все существующие связи между подсистемами организации.

Методология ARIS не накладывает ограничений на последовательность подготовки пяти типов представления. Процесс анализа и проектирования можно начинать с любого из них, в зависимости от конкретных условий и целей, стоящих перед исполнителями.

В теории систем можно провести разграничение между структурой системы и ее поведением. Структура характеризует статичное представление системы, а поведение описывает динамику. В моделях бизнес-процессов динамика выражается управлением событиями и потоками сообщений. Модели функций, организационной структуры, данных и выходов описывают структуру системы. Модели управления показывают все структурные связи и описывают динамическое поведение потока, отображающего бизнес-процесс.

Нотация ARIS eEPC (extended Event Driven Process Chain) – расширенная нотация описания цепочки процесса, управляемого событиями. Нотация eEPC построена на определенных семантических правилах описания:

• каждая функция должна быть инициирована событием и должна завершаться событием;
• в каждую функцию не может входить более одной стрелки, «запускающей» выполнение функции, и выходить не более одной стрелки, описывающей завершение выполнения функции.

Кроме этих правил, существуют и другие важные правила формирования моделей в ARIS.

Бизнес-процесс в нотации eEPC представляет собой последовательность процедур, расположенных в порядке их выполнения. Таким образом, при помощи нотации eEPC ARIS можно описывать бизнес-процесс в виде потока последовательно выполняемых работ (процедур, функций).

BPWin

BPWin использует следующие нотации:

• нотация IDEF0, которая была разработана на основе методологии структурного анализа и проектирования SADT, утверждена в качестве стандарта США и успешно эксплуатируется во многих проектах, связанных с описанием деятельности предприятий.
• Нотация IDEF3 была разработана с целью более удобного описания рабочих процессов (Work Flow), для которых важно отразить логическую последовательность выполнения процедур.

IDEF0 представляет собой методологию функционального моделирования, позволяющую с помощью наглядного языка представить систему (процесс) в виде набора взаимосвязанных действий, работ (Activities), которые взаимодействуют между собой на основе определенных правил (Control), с учетом потребляемых информационных, человеческих и производственных ресурсов (Mechanism), имеющих четко определенные вход (Input) и выход (Output). Наиболее часто IDEF0 используется как технология исследования и проектирования систем на логическом уровне, что обусловливает целесообразность его применения на ранних этапах разработки проекта, в качестве первого этапа изучения любой системы.  В качестве преимущества методологии IDEF0 можно отметить функциональную направленность – функции системы исследуются независимо от объектов, которые обеспечивают их выполнение.

IDEF3 – методология документирования процессов, происходящих в системе. Данная методология позволяет описать сценарий и последовательность операций для каждого процесса, а также рассмотреть альтернативные сценарии развития изучаемых бизнес-процессов. IDEF – моделирование органично дополняет традиционное моделирование с использованием стандарта IDEF0. В настоящее время оно получает все большее распространение как метод построения моделей систем для дальнейшего анализа имитационными методами. Преимуществом методологии IDEF3 является отсутствие синтаксических и семантических ограничений, делающих неудобным описание неполных и нецелостных систем.

Данные  методологии используются во множестве  программных  пакетов (COSMO, Design/IDEF, BPWin, Design/IDEF). Необходимо отметить, что данные методологии являются «открытыми», в отличие от «корпоративных» (ARIS, ORACLE), что возводит их в ранг методологий общего пользования и дает возможность специалистам разных уровней общаться на одном языке.

Мощным  инструментом для создания моделей. Позволяющих анализировать, документировать и планировать изменения сложных бизнес-процессов является пакет AllFusion Process Modeler (BPWin 4.1). Данный пакет обладает рядом преимуществ:

• предлагает средства для сбора всей необходимой информации о работе предприятия и ее графического изображения в виде целостной и непротиворечивой модели;
• использует открытые методологии моделирования (IDEF, DFD – Data Flow Diagrams, диаграммы потоков данных), что делает созданные с его помощью модели доступными и для понимания и анализа системным аналитикам и управленцам;
• проверяет создаваемые модели с точки зрения синтаксиса выбранной методологии, ссылочную целостность между диаграммами;
• обладает удобным инструментом для навигации по уровням декомпозиции модели (Model Explorer);
• поддерживает ряд вспомогательных диаграмм (Node Tree Diagram – диаграммы дерева узлов, FEO – презентационные диаграммы,  Diagrams Organization Charts – схемы организации   и др.);
• позволяет оценивать и анализировать затраты на осуществление различных видов деловой активности (АВС - анализ);
• имеет возможность взаимодействия с другими программными продуктами: средствами моделирования данных (ERWin), имитационного моделирования (Arena), стоимостного анализа (EasyABC), MS Word, MS Excel, HTML.

К недостаткам данного пакета можно  отнести, то что:

• BPWin нерационально использовать для крупных проектов по описанию деятельности компании с различных точек зрения;
• механизм поддержки АВС учитывает стоимость выполнения работ и частоту их исполнения в процессе, но дает грубые оценки  и требует выполнения всех диаграмм, для которых производится оценка, в IDEF0, что вызывает необходимость использования дополнительных инструментов стоимостного анализа.

Тема 4. Реализация РБП. (2 часа)

1. Реализация проекта по  реинжинирингу бизнес-процессов.

2. Основные  этапы проекта по РБП

1. Реализация проекта по реинжинирингу бизнес-процессов